[发明专利]基于随机裂缝模型的页岩气藏压裂水平井产量预测方法

说明书

本发明公开了一种基于随机裂缝模型的页岩气藏压裂水平井产量预测方法，属于油气藏开发技术领域，本发明基于蒙特卡洛随机裂缝算法，建立了符合概率分布和统计学规律的天然裂缝模型，弥补了传统连续介质模型难以描述天然裂缝性质和空间展布差异的缺陷，对页岩储层中天然裂缝的真实分布特征和流动规律进行了有效表征；本发明结合有限元法和非结构Delaunay三角形网格建立全隐式数值模型，实现了页岩气藏中复杂缝网压裂水平井产量的准确预测。

技术领域

本发明属于油气藏开发技术领域，具体涉及一种基于随机裂缝模型的页岩气藏压裂水平井产量预测方法。

背景技术

页岩储层中广泛发育有构造缝、层间页理缝及成岩收缩缝等天然裂缝，合理表征页岩储层中天然裂缝的性质和空间分布特征，有助于研究页岩气在储层中的运移规律，是准确预测页岩气藏压裂水平井产量的关键。然而，由于页岩储层中微小尺度天然裂缝数量众多，无法一一获取各条裂缝的特征参数，目前建立的页岩气藏压裂水平井产量预测模型，普遍采用双重连续介质模型，将天然裂缝视为性质完全相同的正交裂缝系统，对形态和流动规律进行简化表征，忽视了天然裂缝性质和空间展布差异，进而影响产量预测模型的准确性。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明提出了一种基于随机裂缝模型的页岩气藏压裂水平井产量预测方法，本发明从整体上确定某一区域内的裂缝条数、总体走向和平均长度等，将上述参数作为随机变量，结合统计学和蒙特卡洛模拟方法，建立随机裂缝分布预测模型，在此基础上建立页岩气藏压裂水平井渗流模型，并采用三角形网格和有限元方法进行数值求解，最后开展产量规律预测和分析。本发明提出的预测方法能较好地表征页岩储层中天然裂缝的真实分布特征，提高压裂水平井产量预测准确度。

本发明的具体方案如下：

一种基于随机裂缝模型的页岩气藏压裂水平井产量预测方法，具体包含以下步骤：

S1、结合统计学，建立页岩储层天然裂缝主要属性参数的概率分布函数；

选择的天然裂缝主要属性参数要求符合一定规律下的概率分布特征，明确裂缝主要属性之后就可以对天然裂缝进行描述。优选的天然裂缝主要属性参数包括：裂缝位置、裂缝走向、裂缝长度、裂缝密度。

同时，针对上述天然裂缝主要属性参数，本发明提供了一种建立天然裂缝主要属性参数的概率分布函数的方法，具体步骤如下：

S11、采用均匀分布的Poisson模型表征裂缝位置的空间分布：将各条裂缝的位置中心坐标表示为O(x_O,y_O)，基于Poisson模型，裂缝中心位置被随机分布在研究区域内，通过平均分布函数表示，得到裂缝位置的概率分布函数

式中：U()为均匀分布函数；x_min，y_min，x_max，y_max分别为研究区域x和y方向的最小值和最大值。

S12、对于二维裂缝网络，裂缝的走向将由裂缝方位角所确定。虽然各条裂缝走向不完全一致，但在宏观统计上表现出裂缝沿着几个主要的走向进行发育，本方法采用Fisher分布构建裂缝网络的方位角，得到裂缝走向的概率分布函数

f(θ)＝κsinθe^κcosθ/(e^κ-e^-κ) (2)

式中：θ表示裂缝网络的方位角；κ表示Fisher常数，反映围绕在均值周围的样本的聚类程度，κ值越大，围绕均值聚类程度越高。

S13、裂缝长度采用对数正态分布概率分布函数进行表征：